New Ice Age

La finestra di Gamow non ha come risultato il numero di reazioni che avvengono in un determinato volume:

Manca il numero d’interazioni – la densità non c’è nella formula, ma è evidente che c’entra – e manca la probabilità che la reazione avvenga nel caso di contatto. E’ possibile che anche in caso di contatto tra due protoni non succeda proprio niente.

Il numero d’interazioni:

(Non si può parlare di urti, dato che due protoni non si urtano mai. Come interazione si intende la situazione in cui due protoni si avvicinano alla distanza più breve possibile, alla quale tutta l’energia cinetica nel sistema di due protoni è trasformata in energia elettrostatica)

La questione del numero di interazioni, tralasciando la probabilità di una reazione nucleare, è una questione geometrica:

  N = numero di interazioni al secondo per unità di volume

  σ_particella  = sezione di interazione

 n₁ = numero di particelle tipo 1 che partecipano nella reazione nel volume

 n₂ = numero di particelle tipo 2 che partecipano nella reazione nel volume

 v  = la velocità delle particelle

Il numero totale delle interazioni si ottiene come somma (o integrale) del numero di reazioni dei singoli campi di velocità.

La sezione di interazione non è la sezione geometrica. Va calcolata con la meccanica delle onde che descrive la probabilità di presenza di una particella in un determinato volume. Per particelle di piccola massa, come i protoni e di bassa energia, come nel sole, la lunghezza d’onda che descrive la probabilità di presenza della particella, è più grande della particella.

Per particelle pesanti e ad alta energia il σ diventa la sezione geometrica delle particelle.

Le densità di particelle n₁ e n₂ si riferiscono nel caso della fusione tra due protoni allo stesso tipo di particelle. Tenendo conto che ogni protone può reagire con ogni altro protone, si ottiene:

Dove n è la densità di protoni.

Le reazioni nucleari sono possibili unicamente nella finestra di Gamow. In questo caso il σ_geometrico diventa σ_particelle (v) x fattore di Gamow(v).

Con questo si ottiene il numero di protoni, che attraverso l’effetto tunnel sono effettivamente in contatto tra di loro per unità di volume e di tempo.

Questo sarebbe sufficiente a calcolare la reattività in cui il contatto tra due nuclei porta comunque a una fusione (occorre aggiungere un fattore che esprime il fatto che la fusione è possibile solo per certi casi di orientamento reciproco degli assi di rotazione delle particelle). Nel caso della fusione tra due protoni non è così. Il prodotto della fusione non è un 2He (che sarebbe un isotopo dell’elio senza neutroni) che non esiste (come detto prima, non esiste alcuno stato legato tra due protoni), ma è il deuterio. Nel momento del contatto quindi uno dei due protoni si deve trasformare in un neutrone.

La teoria delle probabilità dei decadimenti beta è stata sviluppata da Enrico Fermi. In questa teoria si applica l’operatore dell’interazione debole ai stati di partenza (due protoni) e di arrivo (una particella di deuteroni, un positrone e un neutrino).

Questo calcolo è introvabile. La reattività della fusione di due protoni che è l’inizio delle reazioni nucleari che producono l’energia nel sole risulta sconosciuta. (in un libro di fisica si trova la nota: “Non preoccupatevi, il sole funziona lo stesso”).

Si può invece il eseguire il calcolo “rovescio”: Invece di partire dalla fisica nucleare si parte dal calore sviluppato dal sole:

Si può calcolare la effettiva reattività della reazione tra due protoni con l’assunzione dei seguenti dati:

Temperatura al centro del sole                                                                15 000 000 K

Densità                                                                                                               150 000 kg/m³

Percentuale di idrogeno                                                             60% approssimativo

Quindi:

Numero di protoni al metro cubo                                           5,37691×10³¹

Parte dei protoni nella finestra Gamow                                               0,000178

Numero di protoni nella finestra Gamow                            9,57 x 10²⁷/m³

Numero di protoni che reagisce in un secondo                 2,52 x 10¹⁴/m³/s

Vita media dei protoni che sono nella finestra di

Gamow, cioè che possono reagire                                         1 204 000 anni   (!)

Per confronto: La vita media di un neutrone, che tramite un decadimento beta si trasforma in un protone, è di 884,4 secondi (attenzione: la vita media e il tempo di dimezzamento non son la stessa cosa, il tempo di dimezzamento del neutrone è di 613 secondi).

 Conclusione: Manca la comprensione del processo di fusione tra due protoni.

Elmar Pfletschinger

Non è più una scoperta ormai che l’emisfero nord del sole sia più avanti di quello sud.

Basta semplicemente osservare il magnetogramma qui sopra per rendersi conto di come la maggiorparte dell’area  settentrionale del nostro astro sia quasi completamente ricoperta di regioni magnetiche con polarità del ciclo 24, discorso diverso invece per quanto concerne l’area meridionale.

Di queste regioni comunque, solo poche stanno dando origine a macchie solari, le rimanenti sono solo delle plage, a testimonianza del fatto che nonostante la forte ripresa dell’attività solare avvenuta soprattutto nel nei mesi di febbraio e marzo 2011, il nostro sole sta ancora faticando ad uscire dal suo stato di sopore.

Aprile sta terminando, ed è già possibile fare un primo resoconto: al momento, questo mese dovrebbe finire sotto a marzo, sia nel valore del SN ufficiale targato Sidc che in quello del flusso solare, valori che comunque stimo non essere tanto inferiori a quelli del mese precedente.

Notevole differenza sta invece negli episodi di solar flare ed X-ray che sono stati di gran lunga più numerosi ed intesi nel mese di marzo, a testimonianza del fatto che sia il campo magnetico solare che il solar wind sono stati in aprile molto più deboli rispetto il mese trascorso.

Nei primi giorni di maggio avremo i dati ufficiali e potremo avere un quadro più preciso della reale situazione, che però ripeto mi sembra grossomodo quella testè descritta.

Al behind si può scorgere l’ennesimo trenino di regioni avvicinarsi alla parte visibile dell’emisfero settentrionale:

mentre l’emisfero meridionale appare decisamente più calmo.

I prossimi 6 mesi saranno decisivi per le sorti del ciclo solare 24: se l’attività dovesse rimanere pressochè quella degli ultimi 2 mesi, con i suoi fisiologici alti e bassi, allora potremmo dire di essere vicini alla verità che Nia ha sempre pubblicamente affermato già da tempi non sospetti, ovvero solar maximum entro i primi mesi del 2011 e non a metà 2013 come sostengono i principali centri di forecast solare.

Stay tuned, Simon

Come Ben sapete ad inizio mese il centro-nord Italia ha vissuto una fase davvero eccezionale, unica, sicuramente mai capitata nel corso degli ultimi 200-300 anni, e che probabilmente resterà imbattuta per sempre ( o almeno è quello che mi auguro io ), tutto questo perché tale ondata di caldo ha battuto quasi tutti i record di caldo di Aprile e lo ha fatto ad inizio mese, periodo nel quale le temperature sono notoriamente più fredde.

Quindi io sono andato a prendere i vecchi record, quelli che resistevano da molto tempo, certo, ci sono stati Aprile molto caldi recentemente nel 2006 e nel 2007 con alcuni record di massima, altri un po’ più in la con gli anni, come l’Aprile 61 e l’Aprile 62, ma io sono andato ancora più indietro, la dove gli archivi dell’Aeronautica Militale non arrivano, cioè gli anni 40.

Infatti negli anni 40 Aprile è risultato molto caldo, è stato il decennio da almeno il 1800 più caldo di sempre per Aprile, chiudendo il bellezza con l’Aprile 1947 e l’Aprile 1949, che risultano tutt’ora tra i 4 Aprile più caldi di sempre, insieme al 2007 e al 1961.

Partiamo con un breve Analisi per periodo Clou dell’Aprile 1947, l’ultima decade.

La decade inizia sotto una spinta anticiclonica, con evidente contributo sub-tropicale

Per il 23 abbiamo una spinta calda con isoterme che raggiungono i +10 in quota

Si instaura così un anticiclone molto forte proprio sull’Italia, che porta condizioni molto stabili con deboli correnti favoniche, questo secca l’aria e fa salire le temperature sia al suolo che in quota

Il 26 si vede però come l’azzorre cominci a spingere verso l’Europa, facendo scendere aria più fredda sul suo bordo, potreste pensare che sia favorevole per l’Italia, ma avendo il su-tropicale molto forte sulla testa questa rischia di trasformarsi in una condizione barica molto sfavorevole

Infatti arriviamo ai giorni clou dell’evento caldo, gli ultimi 3 giorni del mese, con le correnti favoniche che imperversano al nord con isoterme si +13

La configurazione del 30 è davvero molto bella con l’Azzorre fortissimo in atlantico e molto alto di latitudine, con le ultime correnti favoniche al nord.

Ed ecco infine qualche dato di quel mese:

In tutto il nord la media delle massima fu compresa tra i +20°C e i +21°C ( si parla di pianura ovviamente ) quando invece le medie sono di circa +17°C, parliamo quindi di 3-4°C oltre la media ( ma in quel periodo era normale, già il 1945 ebbe massime così alte, massime che saranno battute nel 1949 e nel 1952 )

Questi gli estremi

Anzola Nell’Emilia: +29.9°C

Bologna: +30.2°C (estremo più alto di quello toccato in Maggio)

Imola: +30.0°C

Villa San Martino: +30.8°C

Alfonsine: +30.0°C

Faenza: +30.2°C (estremo più alto di quello toccato in Maggio)

Ravenna: +29.4°C (estremo più alto di quello toccato in Maggio)

Parma: +31.8°C

Mantova: +29.4°C

Milano: +29.7°C

Moncalieri: +31.6°C (estremo più alto di quello toccato in Maggio)

Bra: +30.8°C

Voghera: +29.7°C

Castelfranco Veneto: +30.0°C

Montagnana: +30.0°C

Pesaro: +29.5°C (estremo più alto di quello toccato in Maggio)

Servigliano: +29.9°C (estremo più alto di quello toccato in Maggio)

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Ora Passiamo All’Aprile 1949, tale mese a differenza del 1947 non presenta una vera e propria ondata di caldo, ma un continuo sopra-media con un picco intorno al 20 del mese, in alcune zone del nord Aprile si è concluso come più caldo di maggio, mentre se valutiamo solo le massime registrate in tutto il nord Aprile chiuse il mese con una media superiore a Maggio.

Il mese risulta un po’ più fresco al nord nelle zone dove le inversioni sono favorite, infatti avendo prevalso l’anticiclone le minime sono state favorite, anche grazie ad una potente ondata di freddo a inizio mese, con temperature davvero basse (ma solo nelle zone che non risentono direttamente delle correnti favoniche), cito per esempio:

Pavia: -1.4°C

Vercelli: -6.0°C

Voghera: -2.7°C

Anzola Nell’Emilia: -5.5°C

Alfonsine: -1.9°C

Forlì: -4.4°C

Ravenna: -2.2°C

Partiamo quindi la nostra analisi ad ondata di freddo conclusa ( che ricordo non è bastata ad impedire al mese di diventare uno degli aprile più caldi di sempre )

Intorno al giorno 13 un potente ondata sub-tropicale colpisce l’ovest Europa

Si più ben vedere come in Italia siano già instaurate correnti favoniche che secca l’aria a favoriscono escursioni termiche molto elevate, le massima cominciano a salire.

Il giorno 15 la situazione diviene incredibile, guardate le isoterme che colpiscono l’Europa

Nei giorni successivi delle correnti più fresche da Est attenuano il caldo, ma l’anticiclone viene presto schiacciato sull’Italia, favorendo l’aumento delle temperature in quota, anche se per il 19 siamo ancora senza correnti favoniche

Ma l’azzorre comincia a spingere in atlantico facendo scivolare sul suo bordo una depressione che prima instaura correnti favoniche ( giorno 20 ) per poi andare a cadere in quella che noi chiamiamo falla iberica, andando ad isolare la componente sub-tropicale in Italia

A fine mese per fortuna un cavetto atlantico riesce ad entrare nel mediterraneo chiudendo l’ondata di calore.

Questi i dati del mese:

risottolineo come le massime in quasi tutto il nord sono state più calde di quelle fatte in maggio, e non parlo solo di estremi di temperatura, ma anche di medie mensili, mentre in quelle zone dove le minime sono sfavorite dall’orografia del territorio Aprile è risultato più caldo di maggio come media mensile totale.

Per quanto riguarda le massima parliamo di valori medi che oscillano intorno ai +22°C/+23°C

Ecco qualche estremo termico:

Sondrio: +31.4°C

Milano: +29.8°C

Pavia: +30.2°C

Vercelli: +30.4°C

Voghera: +30.0°C

Piacenza: +29.6°C

Parma: +31.6°C

Bologna: +29.1°C

Villa San Martino: +30.5°C

Cesena: +29.8°C

Trento: +30.2°C

Castelfranco Veneto: +30.0°C

Marzana: +31.0°C

Firenze: +29.5°C

FABIO

La Premessa da fare quando si guardano questi dati è ovviamente sull’affidabilità.

Su NIA abbiamo molto spesso parlato proprio della serie storica GISS, che di tutte non è certo la migliore come affidabilità e come trend presenta valori diversi anche dalla serie storica del NOAA.

Con una breve ricerca sul sito di NIA (meglio se quello vecchio su wordpress) troverete sicuramente tanti articoli dove parliamo dell’affidabilità di queste serie storiche.

Cosa offre allora la NASA in più degli altri? Offre la possibilità di generare mappe che mostrano le anomalie rilevate negli oceani e dalle stazioni terrestri di superficie potendo cambiare il periodo di riferimento di tali anomalie.

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Affronteremo allora il problema GW guardando come base di riferimento il decennio appena passato (il 2001-10) che secondo tali rilevazioni è il più caldo dal 1850.

Così facendo abbiamo un confronto su periodi da noi vissuti recentemente, diminuiscono anche i problemi di rilevazioni con strumentazione inadeguata, eliminiamo il periodo precedente al 1990 (quando le stazioni di rilevamento erano più del doppio di adesso) così da avere sempre le stesse stazioni come base ed infine abbiamo la certezza che il dato calcolato come media è stato realmente rilevato dalla stazione e non derivato attraverso processi statistici.

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Come leggere le Mappe:

La mappa riguardante le stazioni di rilevamento terrestri ha la particolarità che considera tali stazioni come influenti nel raggio di 250km da esse, cioè, l’anomalia registrata in una stazione viene considerata come riguardante una porzione di territorio che ha distanza dalla stazione fino a 250km, cioè circa 60’000kmq di area interessata (noterete infatti dei quadratini isolati in mezzo a zone senza dati, tali quadratini rappresentano una singola stazione di rilevamento)

Nella mappa saranno anche presenti zone senza dati, colorate di grigio.

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Anomalia Terre Emerse

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Anomalia Oceani

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Anomalia Terre Emerse + Oceani

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FABIO

Dopo aver visto i primi 3 punti nella prima parte di questo articolo ora passiamo a valutare le altre 3 fonti di distorsione che l’informazione scientifica può andare in contro.

Volevo però precisare che non è mio intento quello di asserire che tali distorsioni sono volute, certo, fare errori è umano e tutti possono sbagliare, quindi la distorsione può tranquillamente essere di natura casuale, però non è decisamente il massimo quando a questi livelli di informazione si sbaglia in questo modo, e il detto dice: A pensar male si fa peccato, ma spesso s’indovina.

Per cui uno ci va sempre con titubanza a dire che tali errori sono casuali o intenzionali, passiamo allora al punto 4

4) Uso Forviante del Linguaggio

Direi che per questo punto c’è poco da dire tutti sappiamo quanto le parole se messe in un certo modo possono stravolgere il significato di una frase, se poi stiamo parlando di informazione che si rivolge alla popolazione contenendo però tecnicismi è facile intuire come possa essere interpretato molto diversamente un certo argomento.

Possiamo citare in questo punto anche le interviste, perchè spesso la risposta e la domanda ( In Italia è la prassi ) non hanno niente in comune, quindi basta avere un copione scritto ed imparato che qualsiasi domanda ti facciano tu gli rispondi come ti pare, così facendo fai passare la tua informazione e non quella che magari era richiesta dal giornalista.

Un’ulteriore distorsione di questo tipo di informazione è tipica dei cosiddetti “Complottisti”, ovvero quei mega paranoici che pensano che ad ogni cosa che avviene ci sia sempre dietro qualcuno che muove i fili ( e sempre con mali intenzioni ).

Spesso capita che nel divulgare certe notizie, che spesso sono pienamente scientifiche, perchè pubblicate su riviste specializzate vengano leggermente ritoccate per far girare tutto nel modo in cui vogliono loro, cioè inserisco qualche elemento all’interno dell’informazione di falsa natura che alterando solo in parte ciò che è scritto ne mantiene la forma e la pseudo-correttezza, e spesso non ce se ne accorge, perchè non ci si va ad informare da altre fonti.

Come potete aver capito, questo punto dipende quasi esclusivamente non da chi la scienza la fa, ma da chi la pubblica e la diffonde.

5) Percezione Grafica

I Grafici sono il modo più semplice e diretto per far passare un messaggio che contiene informazioni sotto forma di dati sperimentali.

Un Grafico può cambiare radicalmente anche solo modifcandone la scala degli assi, un esempio che posso fare direttamente riguarda i 2 resoconti sui ghiacci marini totali che ho pubblicato su NIA, nel primo ogni mese aveva la propria scala che era diversa quindi dalle altre, questa scala permetteva di valutare l’andamento in maniera precisa in quanto anche le minime variazioni erano accentuate, mancava però il confronto con gli altri mesi e mancava soprattutto il valore 0 dell’asse Y.

Nel 2° articolo avevo riveduto i grafici portando la scala ad essere unica, per tutti i mesi la stessa, pur mancando ancora lo 0 delle Y si poteva fare un c0nfronto diretto con i mesi e l’impatto era fortemente diverso, anzi, uno poteva scambiarli per dati totalmente differenti.

Vi posto i link così potete valutare da soli:

1° Versione: http://daltonsminima.altervista.org/?p=9028 _ http://daltonsminima.altervista.org/?p=9115

2° Versione: http://daltonsminima.altervista.org/?p=13310 _ http://daltonsminima.altervista.org/?p=13324

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6) Scelta Della Citazione

Nel campo dell’informazione scientifica è ovviamente importante riuscire ad ottenere consensi, così da ricevere fondi per ulteriori ricerche, e la citazione è il modo migliore per divulgare ciò che altre persone hanno pubblicato.

Infatti ogni ricerca sperimentale si deve sempre avvalere di ricerche già effettuate perchè questo migliora notevolmente la ricerca, la rende più veloce, meno dispendiosa e con risultati più sicuri ( se sono in linea con gli altri pubblicati ), quindi quando il tutto viene pubblicato si fa sempre citazione delle ricerche usate come base di partenza o a cui ci si fa riferimento, specie nell’ambito medico-farmacologico tale processo è molto importante, perchè se tante ricerca su un farmaco mostrano lo stesso risultato allora si può dire con più certezza che tale farmaco funzioni.

Dov’è però la beffa? la beffa sta nel fatto che le ricerche sono pagate da esterni che spesso e quasi inconsapevolmente seguono la “moda” del momento e finanziano ricerche con determinati obbiettivi o risultati le quali citano ( e quindi pubblicizzano ) ricerche simili e va avanti così il circolo vizioso.

Tutti, per esempio, diciamo che il fumo nuoce alla salute perchè provoca tumori, ma non tutte le ricerche hanno dimostrato questa correlazione, anzi, all’inizio quasi tutte erano contrarie a questa teoria, poi migliorando le tecniche sperimentali il risultato divenne diverso, ma senza la totalità delle ricerche, quindi capita che una ricerca che abbia portato a come risultato quello contrario alla “moda” o al “pensiero comune” subisca inevitabilmente meno citazioni e meno pubblicità.

Ulteriore esempio che posso fare in ambito climatico sono le ricerche degli anni 70 e degli anni 2000.

Nel primo caso il pensiero comune era quello che la terra fosse indirizzata verso un raffreddamento e le ricerche in questo senso ricevevano molta pubblicità, ma c’erano anche tante ricerche che mostravano come risultato invece l’esatto opposto, nel 2° caso invece è l’esatto contrario quello che sta accadendo.

Risulta quindi facile capire come basti poco per distruggere una ricerca ed un suo eventuale filone di ricerche successive, basta non citarla mai ed essa finirà nel dimenticatoio per sempre, infatti spesso in riviste pro AGW si leggono articoli riguardanti ricerche che vanno contro il pensiero comune sia della rivista che dei lettori di essa, perchè allora vengono pubblicati lo stesso? Potrebbero infatti non pubblicarli e censurali, andando comunque incontro al secondo punto di distorsione di cui avevamo parlato l’altra volta la risposta è semplice, li pubblicano perchè tanto saranno pochissimi a citarlo in altre ricerche e tale studio non avrà mai l’adeguata pubblicità ( e sappiamo dal punto 1 che ogni ricerca se eseguita nel modo corretto ha il diritto di essere considerata alla pari delle altre anche se il risultato è “negativo” )

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L’ultimo punto ci fa capire bene come questi 6 punti non siano poi realmente separati l’uno dall’altro ma sono in realtà 6 diverse facce di un eguale fenomeno e tra di loro sono molto correlate.

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NB: Non ho fonti per questo articolo, ma tutto si basa su una lezione a cui ho partecipato all’università di Bologna

Fine

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FABIO

Il processo della fusione nucleare nelle stelle può essere suddiviso in una serie di step:

Due nuclei si avvicinano tra di loro. La repulsione elettrostatica li rallenta e li ferma quando la loro energia cinetica si è totalmente trasformata in energia potenziale nel reciproco campo elettrostatico.

Le energie termiche disponibili sia nel sole, sia sulla terra, sono insufficienti a portare due nuclei a contatto tra di loro. Si può calcolare fino a dove riescono ad avvicinarsi tra di loro. La loro energia termica, che va trasformata in energia potenziale, si calcola con la distribuzione di Maxwell – Boltzmann. Non si calcola con il fattore di Boltzmann, come viene indicato nella parte maggiore dei testi. E’ importante tenere conto del fatto che per l’avvicinamento tra due particelle non è determinante la velocità assoluta delle particelle ma la velocità relativa tra le due particelle, che è un’altra cosa.

Una particella che si è avvicinata fino a una certa distanza a un’altra particella e che è stata fermata dalla barriera elettrostatica ha una probabilità calcolabile di trovarsi dall’altra parte della barriera, cioè in contatto con l’altra particella. Questo perché il suo comportamento va descritto da un’onda. L’onda può mostrare un’ampiezza all’interno della barriera e dall’altra parte della barriera. La probabilità di passare dall’altra parte della barriera diminuisce con la distanza tra le due particelle. 

All’interno della barriera l’onda c’è. Ma il quadrato dell’ampiezza che dà la probabilità di trovare la particella lì, non fornisce un valore reale, ma un valore immaginario, una caratteristica del calcolo con numeri complessi. In altre parole, la particella può trovarsi di qua o di la della barriera, ma non nella barriera.

Il prodotto delle due funzioni, cioè la probabilità di trovare una particella con una certa energia e la probabilità che la particella passi la barriera mostra un massimo a una determinata energia. La zona intorno a questo massimo si chiama “finestra di Gamow”. Al di fuori della finestra di Gamow il prodotto delle due probabilità diventa piccolo. Due particelle si possono incontrare soltanto se la loro reciproca energia cinetica cade dentro la finestra di Gamow. A energie più basse nella distribuzione termica delle energie si trovano tante particelle, ma le loro energie sono insufficienti per avvicinarsi abbastanza per l’effetto tunnel, la barriera non è trasparente. Alle alte energie alte la barriera è notevolmente trasparente ma non ci sono particelle.

Quando due particelle si incontrano può verificarsi una fusione dei due –  eventualmente, non sempre. La fusione tra due protoni  è complessa. Tra due protoni non esiste nessuno stato legato. Due protoni si possono legare tra di loro soltanto se nel momento del contatto uno dei due si trasforma in un neutrone, con l’emissione di un positrone e un neutrino. Normalmente protoni non si trasformano in neutroni, manca l’energia per farlo. Nel caso della fusione di due protoni l’energia viene fornita dall’energia di legame del deuterone che si forma. Questa energia, 2,224 MeV, è abbondante. Per la formazione del positrone occorrono 0,511 MeV, restano quindi 1,713 MeV che vanno in energie cinetiche del positrone e del neutrino.

La trasformazione del protone in un neutrone è un decadimento beta. Il decadimento beta è governato dall’interazione debole.

La fusione tra due nuclei di solito è una questione di interazione forte, che governa l’adesione dei nucleoni (cioè protoni e neutroni) tra di loro. La fusione tra due protoni è l’unico caso di fusione nucleare conosciuto che coinvolge oltre all’interazione forte e anche quella debole, che al momento giusto deve trasformare un protone in un neutrone.

Quando si afferma che la fusione termonucleare, cioè la bomba all’idrogeno o la fusione allo scopo della generazione di energia elettrica, sia il processo del sole, si tratta di una non verità. La fusione eseguibile sulla terra, cioè tra deuterio e trizio, non coinvolge nessuna interazione debole.

La fusione tra due protoni, che formano un deuterone, sulla terra non è mai stata eseguita.

La distribuzione di Maxwell – Boltzmann

Le particelle in un gas o in un plasma si muovono. Se la densità del gas è sufficiente per far nascere interazioni tra di loro, nasce un equilibrio termico con una distribuzione delle energie tipica. La probabilità che una particella abbia una certa velocità o una certa energia cinetica viene descritta dalla distribuzione di Maxwell-Boltzmann.

Due diverse formulazioni della distribuzione di Maxwell – Boltzmann:

       distribuzione in funzione della velocità

      distribuzione in funzione dell’energia cinetica

Le funzioni f(v) e f(E) indicano ciascuna punti della curva. La probabilità di trovare una velocità precisa o un’energia precisa è zero. La probabilità diventa finita per un intervallo dv di velocità o un intervallo dE di energia. L’area intera sotto le curva diventa 1 (quest’è un controllo per la correttezza del calcolo).

La prima formula fornisce la probabilità f(v) di trovare la particella nell’intervallo di  velocità v – dv/2 a v+dv/2.

La seconda formula fornisce la probabilità f_E di trovare la particella con l’energia nell’intervallo E- dE/2 a E+ dE/2.

Nella prima formulazione appare la massa m della particella, nella seconda formulazione la massa non appare.

La distribuzione di Maxwell – Boltzmann  è idonea per descrivere il comportamento nelle stelle al di fuori delle situazioni di altissima densità come si trova nelle nane bianche o nelle le stelle a neutroni.

La cinetica d’urto tra due particelle.

Esiste un “trucco” per il comportamento tra due particelle in movimento. Si possono usare le formule valide per una sola particella, sostituendo la massa della particella con la “massa ridotta”, che si calcola con la seguente formula:

m_ridotta  =  m₁ * m ₂ / (m ₁   +   m₂)

(derivazione dettagliata in Wikipedia)

Grafico per la distribuzione Maxwell – Boltzmann delle velocità di protoni in  m/s a 15 Milioni di gradi K (interno del sole).

La distribuzione in funzione dell’energia è una sola, è uguale per singoli protoni, per coppie di protoni, per nuclei di elio o qualsiasi altra particella. La massa della particella non appare nella formula. L’esempio è stato calcolato per la temperatura di 15 milioni di K, temperatura al centro del sole.

Il fatto che la distribuzione Maxwell – Boltzmann espressa per velocità delle particelle crea due curve diverse e che la distribuzione in termini di energia consiste in una sola curva, merita una spiegazione: La velocità è un vettore, l’energia uno scalare. Per l’energia cinetica tra due particelle non conta la lunghezza intera (modulo) del vettore, ma solo la sua componente lungo la linea che collega le due particelle.

La barriera elettrostatica

Il grafico mostra l’energia (non la forza) di repulsione elettrostatica tra un nucleo di deuterio e un nucleo di trizio.

Contatto tra i due nuclei. A questo punto l’interazione forte diventa dominante sulla la repulsione elettrostatica. Il grafico si riferisce alla repulsione tra un nucleo di deuterio e uno di trizio. E’uguale a quello tra due protoni, dato che le cariche elettriche sono uguali. Basta spostare la linea di contatto un po’ più a sinistra. L’energia elettrostatica al contatto tra due protoni è più alta, dato che sono più piccoli e si avvicinano un po’ di più.

L’effetto tunnel

L’energia cinetica necessaria tra due protoni per superare la repulsione elettrostatica tra di loro è di 545 keV. La probabilità di trovare quest’energia nella distribuzione termica a 15 milioni di gradi è dell’ordine di grandezza di 10^-160. In tutto il sole non c’è neanche una coppia di protoni con questa energia.

Secondo la meccanica classica la barriere può essere superata soltanto da particelle con energia uguale o superiore all’altezza della barriera.

Secondo la meccanica a onde le particelle possono avere una probabilità di trovarsi dall’altra parte della barriera senza avere l’energia sufficiente per superarla. E come superare una montagna con un tunnel invece di passare sopra.

Le ampiezze dell’onda (prese al quadrato), che esprimono la probabilità di trovare la particella in un posto si ottengono come soluzione dell’equazione di Schroedinger.  Il potenziale da usare nell’equazione di Schroedinger è quello elettrostatico descritto qui sopra, a simmetria sferica. Questo problema matematico è stato risolto da Gamow.

Il rapporto delle probabilità fuori o dentro la barriera viene chiamato “trasparenza della barriera”.

Si ottiene come risultato per la trasparenza o la probabilità di passare la barriera:

probabilità =  exp (-E_G/E)^1/2

E_G  =  energia di Gamow  =  (paZ_A  Z_B)² 2m_r c²   in J

E    =  energia della particella in J

m_r   =  massa ridotta delle due particelle

c     = velocità della luce  =  299 792 458  m/s

a =  fine structure constant  .conversione J in eV:   1 eV=  1,6020E-19 J

Elmar Pfletschinger

La Divulgazione scientifica dovrebbe essere qualcosa che chiunque potrebbe fare, ma pensateci bene, così non è.

Gli argomenti spesso sono molto più complicati di quanto ci sia fatto sembrare e tutti i discorsi vengono resi più soft per essere alla portata di tutti, tutti possono capirli, ma in pochi possono farveli capire.

Questa è la divulgazione scientifica che avviene dall’alto verso il basso, ma esiste anche la divulgazione tra le parti, che comprende ricerche e pubblicazioni su riviste specialistiche e che difficilmente finiranno mai in mano alla persona comune, perchè probabilmente non sarà in grado di capire il significato di tale ricerca.

Quindi capite bene che tali informazioni sono molto controllate, non sono libere come si possa credere, ed è molto facile bloccare ciò che sta scomodo, analizzeremo adesso 6 possibili fonti di distorsione che l’informazione scientifica potrebbe ricevere.

1) Vizio del risultato positivo

dice già tutto, ma per farmi capire meglio, non si intende che il risultato viene inteso positivo anche in situazioni ambigue o chiaramente negative ( ad esempio il famoso bicchiere mezzo-pieno mezzo-vuoto ) ma si intende la pubblicazione delle ricerche sulle maggiori fonti di divulgazione scientifica.

Ogni ricercatore può nel suo lungo lavoro può arrivare ad ottenere risultati positivi e negativi su determinati ambiti di studio, si è visto che più del 60% delle ricerche pubblicate avevano portato risultati positivi ( per positivi si intende attinenti all’obbiettivo del ricercatore ), c’è quindi una netta predominanza di un risultato sull’altro, senza però che ci sia una reale differenza nella qualità con cui la ricerca è stata svolta.

Perchè se entrambe le ricerche, una positiva e una negativa sono state svolte seguendo tutti i principi scientifici ed evitando distorsione nei dati hanno entrambe lo stesso diritti e lo stesso valore scientifico, e devono essere pubblicate.

Capita, e va detto, che il problema spesso non è la rivista che non pubblica il risultato negativo, ma è lo stesso ricercatore che interrompe a metà la ricerca oppure la conclude ma non la invia agli enti interessanti perchè il risultato non è conforme agli obbiettivi che esso voleva raggiungere.

L’esempio è presto fatto: provate ad immaginare un ricercatore che vuole ottenere delle prove a favore di una determinata teoria e che tale ricerca sia stata finanziata a questo scopo e che c’è una rivista molto importante che non vede l’ora di ricevere i tuoi risultati.

tale ricerca però porta a confutare o in parte o completamente tale teoria, che succede? il ricercatore blocca tutto perchè i fondi vengono a mancare in quanto l’obbiettivo non è più raggiungibile, oppure riesce a concludere tutto ma decide che i risultati non portano a niente e non invia la ricerca, alternativamente riesce a trovare una teoria alternativa grazie ai nuovi dati e la invia alla rivista, che però decide di non pubblicarla in quanto loro sono promotori della teoria originaria.

2) Il Revisore è in sintonia con i risultati e li pubblica

Questo punto è in parte l’espansione del primo, ma si riferisce a qualcosa di molto più pericoloso, perchè se prima avevamo dato per scontato che i risultati provenissero da una ricerca eseguita correttamente senza errori, ora non lo facciamo più.

Perchè questo errore va a colpire un ambito molto più grande, perchè se colui che deve pubblicare un risultato di una ricerca sulla propria rivista è in sintonia con il risultato, potrebbe succedere che anche ricerche che non dovrebbero essere pubblicate ( perchè contenenti errori di procedura ) finiscano per far parte dell’informazione scientifica.

Ed ecco che potremmo trovarci con tantissimi risultati di un certo tipo senza però sapere se tali risultati siano realmente significativi o no.

L’esempio più lampante nel nostro caso è quello riguardante il riscaldamento globale, è logico aspettarsi articoli a favore o contro in base al “credo” di colui che deve pubblicarli, senza andare a controllare se tale studio ha una validità.

(NB: non confondete però l’informazione scientifica vera e propria con blog come il nostro, noi riproponiamo solo ciò che è già stato pubblicato, non siamo ancora arrivati ad avere le ricerche in esclusiva)

3) Differenza tra Assoluto e Relativo

Il Significato di questo punto è abbastanza chiaro, Assoluto e Relativo sono 2 cose diverse ma possono tranquillamente riferirsi alla stessa cosa.

Per esempio, la variazione di un dato può essere espresso sia come differenza assoluta che differenza relativa, un esempio di questo noi lo vediamo ogni mese con i resoconti dei ghiacci artici, infatti i grafici sull’andamento dell’estensione nel corso del tempo non si basano sul valore assoluto, ma su quello relativo.

Capita così che quando l’estensione è molto alta la variazione sembra più piccola di quanto sia in realtà, mentre quando l’estensione è bassa tale variazione sembra enorme se confrontata con altri mesi, ovviamente se andiamo a vedere la differenza assoluta i valori potrebbero tranquillamente essere gli stessi.

Questo errore però non ha mai avuto vita facile perchè è stato spesso considerato non una possibile fonte di distorsione dei dati, ma un banale errore di lettura da parte di chi legge tale risultato.

Per smentire tale ipotesi furono invitati 100 medici tra i più illustri del proprio campo e gli fu presentato ( in 2 gruppi differenti ) il risultato della sperimentazione di un nuovo farmaco per inibire una determinata malattia, ad un gruppo il risultato fu dato in termini assoluti e all’altro in termini relativi.

all’uscita fu poi chiesto a questi medici un commento sul risultato e se fossero stati disposti a prescrivere tale farmaco per quella malattia, venne fuori che coloro che avevano ricevuto il risultato in termini relativi vedevano molto più positivamente il farmaco ed erano disposti a prescriverlo ai propri pazienti, mentre coloro che avevano ricevuto il risultato in termini assoluti erano molto più titubanti.

Altri studi poi confermarono che nell’ambito medico tale distorsione assume connotati molto più influenti che in altri ambiti scientifici.

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Fine Prima Parte

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NB: Non ho fonti per questo articolo, ma tutto si basa su una lezione a cui ho partecipato all’università di Bologna

FABIO